網球開放式正手擊球的生物力學分析

魯波

（北京體育大學 北京 100084）

網球開放式正手擊球的生物力學分析

魯波

（北京體育大學 北京 100084）

擁有良好的網球正手抽球技術是眾多網球運動員和網球愛好者的夢想。開放式站位正手抽球逐漸成為現代網球的主流打法。本研究對開放式正手擊球的準備和引拍，擊球和隨揮等環節進行生物力學分析。對網球訓練過程中的易犯錯誤和不合理動作具有指導作用。

網球 正手擊球 開放式 生物力學

網球開放式正手擊球的動作結構大致可分為準備姿勢、引拍、擊球和隨揮四步，每一環節都蘊含著復雜的生物力學原理，在日常網球運動訓練過程中很容易出現一些違背生物力學原理的動作，如果這些錯誤動作不及時糾正，勢必會影響到學習者對完整技術的掌握，甚至導致損傷。正手開放式擊球是被當今網壇所推崇，本研究主要從人體協調鏈角度對正手開放式擊球進行生物力學分析。

1 開放式正手擊球技術特點和優勢

開放式正手擊球與傳統的關閉式正手擊球在握拍、擊球點、隨揮等方面都有所區別。西方式握拍、環形引拍、開放式站位，稍靠后的擊球點等都是開放式擊球的特點。

在追求力量和速度的今天，網球開放式正手擊球能充分利用身體各協調鏈的力量傳遞以達到理想的擊球效果。較封閉式和關閉式擊球來說，較大幅度的轉體動作和擊球后雙腳離地體現了對下肢和髖關節力量的充分動員。從生物力學角度來說開放式正手擊球更有利于發力，打出高速的擊球。開放式正手擊球的握拍接近“西方式”，揮拍的弧線較關閉式小，更有利于擊上旋球

開放式步法的優點還在于，在引拍和還原時的步法上較關閉式更簡潔快速。當今世界網球是以速度、力量主導的時代，選手往往沒有足夠的時間調整步法，開放式步法基本省去了引拍和還原時左腳上步的步法，這對比賽中運動員底線的橫向移動和還原至關重要，有助于為比賽贏得時機，女網名將威廉姆斯姐妹甚至使用較多的反手開放式步法擊球以彌補移動能力的不足。有研究表明，開放式步法擊球時，上體從側身引拍到隨揮完成的轉動幅度約為180度，這是大力擊球的保證。另外，在回擊高球方面開放式擊球也有著得天獨厚的優勢。

2 開放式正手擊球各動作結構所蘊含的生物力學原理

在對完整的正手抽擊球進行分解教學時通常把它分為若干部分，這樣有利于學生對動作的精細掌握。開放式正手擊球分解動作大致可分為以下四個環節：準備姿勢，引拍，擊球，隨揮。下面是對各環節動作方式的生物力學分析。

2.1 準備姿勢和引拍

2.1.1 動作方式

準備姿勢：兩腳開立，略比肩寬，雙膝微曲，重心落于前腳掌，上身直立稍前傾，目視前方，正手握于拍柄底部，非持拍手置于拍頸，拍頭朝上。引拍：以髖關節為軸（以右手持拍為例）帶動上體向右后方轉動，帶動肩部，肩部帶動手臂以環繞方式向后引拍（手臂繞肩），引拍過程中保持肘關節彎曲，最后身體重心落在右腳。

2.1.2 生物力學分析

技術動作是在肌肉舒張和收縮的條件下完成的，就像弓箭一樣，要想把箭射的更遠，就必須把弓最大限度的拉長以儲存勢能，這可以理解為一個“蓄力”的過程。在肌肉收縮之前，給肌肉最大限度的預張力，盡可能多的儲存形變勢能，使肌肉收縮前的初長度盡可能被拉長，這樣它在收縮時才能最大限度的爆發，產生較大的“張力”，而收縮前的肌肉舒張可以理解為“預張力”，是為收縮做能量儲備的。有研究表明：在一定范圍內，肌肉收縮力量7 的大小是取決于其舒張的初長度大小的。開放式站位擊球對身體旋轉角度有更高的要求，髖部肌肉的舒張度較大，再加上環形引拍，可以更大限度的發揮開放式大角度揮拍軌跡的優勢，增加了擊球的速度和穩定性。

2.2 擊球

2.2.1 動作方式

當球拍引至與身體一個面時（左肩指向來球），肘關節稍打開，拍頭下沉（低于來球），右腳蹬地，帶動髖關節，髖關節帶動上體和肩部轉動，利用身體的轉動帶動手臂向前揮拍，把全部積累的力量經手臂傳至腕部，手腕固定，保持球拍穩定，拍面與地面近似垂直，擊球中部偏下。全身力量通過身體各環節以及拍頭的從下到上的傳遞最終作用于球。

2.2.2 生物力學分析

(1)下肢的用力是協調鏈的第一環節，通過膝部彎曲蹬地F獲得地面的反作用力F`，體現了牛頓的作用力與反作用力定律（即牛頓第三定律）。擊球時腿離開地面能促使角動量的形成。

(2)現代網球非常注重核心力量的訓練，因此髖關節的訓練是重中之重，膝部產生的爆發力必須要通過髖部轉移至軀干，在轉移的過程中髖部除了要最大限度發揮自身旋轉力外（即角動量），還要保持身體平衡以使下肢的力能順利傳上來。

(3)軀干和上體在協調鏈第三環節的任務是：把下肢和髖部以及自身轉到所獲的能量傳遞至肩和臂。

(4)肩和臂，手臂以肩為軸弧形繞環，肘關節有一定角度，手臂不要過直。引拍和向前揮拍擊球必須是肩先行帶動手臂，肘關節不要離身體太遠，引拍時兩肩的連線基本與球網垂直，即左肩對著球網，這樣側身才能充分，擊球時可以很好的運用身體的力量而非手臂。把前面幾個環節的力繼續在肩部和手臂進行疊加，不要過早釋放。保持動作的準確到位，這樣才不會造成能量的浪費。

(5)肘和腕部。肘關節保持彎曲體現了牛頓第一定律即慣性定律，在肌肉收縮時身體各部位的對抗肌也在發揮作用，肘部彎曲在減少對抗肌的副作用以減小轉體的反抗力的同時，還可以縮短身體的轉動半徑，使動作更加經濟有效。另外，肘關節保持一定角度有更好的緩沖作用，可以減少網球肘等運動損傷的發生。有研究表明：高水平運動員的手腕不是完全固定的，手腕不但可以對所獲得的力進行進一步疊加以加大擊球力度，還可以對球進行更好的控制。鑒于業余球手腕力和對球的控制能力的不足，建議擊球時手腕保持固定。

上述五個部分介紹了開放式正手擊球各環節的動作方式和生物力學原理。從觸球開始，整個身體的重心逐漸前移，身體轉動速度和拍頭速度得到加強。把身體的重量，身體的轉動速度和拍頭速度共同作用于球，產生較強的加速度。這點體現了牛頓第二定律。F=ma，即“物體加速度的大小與所受合力的大小成正比，與其質量成反比，加速度的方向與所受合力的方向相同?！睋羟驎r球拍觸球之前的揮拍為加速段，身體協調鏈運用的愈充分，球拍所獲得的加速度也就愈大，擊出的球的質量也就越高。

2.3 隨揮

2.3.1 動作方式

在球拍觸球后，不要立即停止揮拍，而要繼續向目標方向揮拍，前揮到一定程度前臂做內旋動作（“包球”）。球離拍的同時雙腳幾乎離開地面，整個身體向左后方急速轉動（右手為例）。開放式正手擊球隨揮幅度較大，肘關節高度較關閉式高，揮拍軌跡趨于水平，這與關閉式的U型揮拍軌跡，擊球后肘關節于身體正前方是不同的。

2.3.2 生物力學分析

球拍觸球并非意昧著整個擊球過程的結束，通過從下到上和轉體使球拍所獲得的慣性依然存在。順勢隨揮就是利用這個慣性引導球拍沿出球軌跡運行，更利于控球。完整合理的隨揮需要轉肩和轉髖的協調配合才能完成，這是完整擊球動作的重要組成部分，有利于“蓄力”的充分釋放。

傳統的關閉式擊球的隨揮不利于各協調鏈力量的充分發揮，影響擊球的質量。關閉式擊球隨揮動作限制身體的轉動。現代的開放式正手擊球對擊球后的“慣性”沒有強行限制，充分發揮了各身體部位的轉動力量，加強了擊球的質量，整個擊球動作更加協調，穩定。

2.4 協調鏈是銜接各分解動作的關鍵

人體協調鏈是指“體節的作用就像由一個環或身體的一部分產生的力量轉換成一環套一環的鏈條系統”（格羅佩爾，1984）。體節的協調使動量從一個身體部位轉移到另一個身體部位，各體節的速度不斷疊加，最大限度的產生爆發力，可以延緩疲勞以及預防損傷。開放式正手擊球時各體節協調鏈從下到上可歸納為：膝（彎曲和伸直）→轉髖→轉體→手臂繞肩→肘伸直－內旋→轉腕。下面是協調鏈所蘊含的生物力學原理：

（1）動量定理。正手擊球動力鏈系統中，協調各部位產生的合力是高質量正手擊球所具備的關鍵因素。動量是質量和速度的乘積，動量有線動量和角動量兩種。線動量有助于正手擊上旋球，是身體某部位的線性運動數量；角動量在擊球時同樣必不可少，它是身體某部位的角度運動數量。地面反作用力是兩種動量的來源，擊球站位不同，兩種動量的參與程度也有所差別。開放式站位正手擊球使髖、軀干的轉動更加充分，有利于身體重心的前移。

（2）平衡。平衡是物體機械運動的一種特殊狀態，這種特殊狀態可分為靜態平衡和動態平衡。網球每一分的爭奪都是在動態條件寫完成的，所以它對動態平衡有著特殊的要求?，F代網球體能訓練非常注重運動員核心力量的訓練，這有助于運動員比賽中有著更好的動態平衡以維持動作的穩定性。擊球時，髖、軀干部分和肩部保持在一條直線對于保持動態平衡是至關重要的。

（3）協調鏈。開放式正手擊球的用力方式和用力順序就像一條環環緊扣的鏈條，每一環都必須擔負著傳遞力量的作用，并充分利用前者的力量或速度所產生的慣性發揮本環節的力量。腿、膝、髖、軀干、肩、手臂、肘、腕等各體節的協調缺一不可，少了任何一環節前面的力的疊加將前功盡棄；大肌群先發力并逐步擴展到小肌群，從下到上不間斷傳遞。充分發揮協調鏈的作用不僅可以獲得好的擊球效果而且對于節省體力、保持好的身體狀態起著很重要的作用，合理有效的擊球，不是單純的用力就能完成的。

3 建議

開放式正手擊球是現代網球所追求的，從生物力學角度來說更有利于提高正手攻擊的威力。但是開放式正手復雜的發力結構對球手的身體和運動能力提出很高的要求。所以，建議初學者和水平較低的球手采用多球的練習方式進行反復體會，剛開始不必發全力，旨在體會用力順序，初學網球應從關閉式開始逐步向開放式過度。在實戰中，步法是靈活的，各種步法結合使用，比如擊淺球或隨球上網時。

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2095-2813(2012)01(b)-0021-02